大董岭隧道洞内特大溶洞回填方案探讨

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1、公路交通技术2010年6月第3期Techn01。gYofHighwayandTransportJun．2010No．3大董岭隧道洞内特大溶洞回填方案探讨钟云健，张兴来(招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：回填是处治公路隧道溶洞的常用方法之一，但回填方案细节十分重要，往往细节决定成败。以大董岭隧道施工中所遇特大型溶洞回填方案为例，介绍回填方案中一些细节的思考和比选，以及其对设计施工技术7L：r-程造价的影响，供类似工程参考。关键词：溶洞；回填；方案文章编号：1009—6477(2010)03—0108—04中图分类号：U

2、459．2文献标识码：BProbeonBackfillingPlanforExtraLargeCavesinDadonglingTunnelZHONGYunjian，ZHANGXinglai西部开发省际公路通道重庆至长沙公路H4合同段大董岭隧道为小净距隧道，右线隧道起止桩号下●●●●●●●●l为K14+875～K15+706，隧道长831．O0m，左线隧道起止桩号为ZK14+888．447一ZKI5+745，隧道长856．553m，属中长隧道。隧道内轮廓采用受力条件好、断面利用率高的三心圆(曲墙半圆拱)断面。拱半径为5．50m，曲墙半径为8

3、．50m，净空面积为64．25m2(图1)。2007年8月6日掘进至里程ZK15+225处，于掌子面左侧拱腰处发现一巨大溶洞(图2)，发育于奥陶系下统红花园组(0h)与大湾组(0h)地层的(a)隧道一般内轮廓岩性分界面附近部位。溶洞初见宽10～15rfl，顶底高约15m。溶洞走向与岩层走向基本一致，方位角243。，延伸距离约100in，向隧道顶部顺岩层倾向向上及向下发展；顺隧道轴线溶洞分布带宽约70113，总体呈上窄下宽的趋势。该溶洞在设计路面标高以下发育深度较大，约60ITI，基本沿岩层倾向方向向深部发育。由于洞体顶板的塌落，堆积的塌落块

4、体将原本连通的溶洞体大致分为3层，层与层之间均有大小不等的溶洞、溶隙连通，各层分布面积大小不等的厅室(图3)。经地质勘察单位用地质雷达、物探等重新勘l,．91_1．75．!L3751Qt,2,2375J!．75．!Ls8．1察，设计单位反复、多方案比选，以及业主、交通(b)路面超高隧道内轮廓单位：tin主管部门组织的12次专家评审，最终确定采用回图1隧道建筑限界及内轮廓填方案。由于溶洞规模大，形状不规则，地形、地质1回填方案细节问题探讨条件复杂，对确定采用回填方案仍有众多的技术、收稿日期：2009一l1—16作者简介：钟云健(1973一)，

5、男，重庆市人，本科，高工2010年第3期钟云健，等：大董岭隧道洞内特大溶洞回填方案探讨109应力等值线呈卵形分布，从内向外衰减，0．8B(B为带状基础宽度)处的最大地基应力约为0．8q(q为带状均布荷载)。很显然，一般的填料无法满足要求。于是，设计采用扩大刚性基础的办法，基础底部设抗裂钢筋的混凝土基础，基础应力假设按刚性扩散角往下传递，洞渣填料按碎石土200kPa的承载力计算，混凝土基础计算厚度为4．0m，这与以图2ZK15+225出现的溶洞往工程经验数据基本相符。填料随时间压缩、固结、嵌挤、蠕转。地下水冲刷和填料的微量流失，使得回填区域与

6、基岩之间，回填区域不同回填高度之间存在着较大的不协调变形。此外，溶洞回填施工时，大型压实机具很难发挥作用，压实难度较大，而较低的压实度会使路基塑性累积变形大大增加。设计要求在填料与相邻基岩接触面尽量设置台阶，在填料基础底部设抗裂钢筋，以减少不协调变形带来的不利影响。图3形成溶洞大厅1．3回填区域排水系统完善经济细节问题需要研究解决。地下水流动对可溶岩产生溶蚀是溶洞产生的必1．1回填区域与基岩的差异沉降对策要条件。处于形成和发展阶段的溶洞往往保留着地受施工场地限制，回填区域的密实度及填料的下水流动的通道，而衰亡阶段溶洞空间可能被逐步填筑要求受

7、到一定影响，回填结束后仍可能发生一壅塞减小，地下水流动的通道也可能被堵塞。隧道定的固结沉降，回填区域不同回填高度之间以及与开挖后，水文地质条件发生变化，若施工中引起地相邻基岩问存在一定的沉降差。沉降差沿隧道纵、下水流动的通道堵塞，则可能使溶腔滞水、积水。横向均存在，纵向沉降差主要引起2次衬砌的纵向持力层受水浸泡而湿软，强度下降。另外，暴雨季弯矩，横向沉降差主要引起扭矩，见图4。针对以节可能导致地下水位上升，造成2次衬砌水压力增上受力特征，首先对该段2次衬砌设置仰拱来增加大，部分水流渗入路面边沟，养护不及时可导致水2次衬砌的整体刚度，以增加其

8、横向抗扭能力；同流漫过路面。时减少变形缝间节段长度，以大大减小纵向弯矩和因此，在回填设计中，应妥善布置溶洞回填区横向扭矩；加强2次衬砌纵向分布钢筋，以增加隧域的地下水通道，完善隧